DE2643759C3 - Procedure for monitoring cyclically recurring production processes - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Überwachung zyklisch wiederkehrender Produktionsprozesse, bei denen das herzustellende Produkt nach den aus voreingestellten Größen und/oder Meßwerten ermittelten Prozeßdaten eine oder mehrere wirkungsverbundene Fertigstationen durchläuft, und bei dem bei Überschreiten der zulässigen Abweichungen zwischen voreingestellten Produktionsdaten und Meßwerten ein für den weiteren Betrieb der Werkzeugmaschine zu berücksichtigendes Ausgangssignal gegeben wird.The invention relates to a method for monitoring cyclically recurring production processes in which the product to be manufactured is based on the one or more effect-related process data determined from preset variables and / or measured values Finishing stations runs through, and when exceeding the permissible deviations between preset production data and measured values for further operation of the machine tool taking into account output signal is given.
Es sind Verfahren zur Überwachung zyklisch wiederkehrender Produktionsprozesse bekannt, die ausschließlich aufgrund eingegebener rechnerisch und/oder leistungsabhängig ermittelter Sollwerte programmiert sind. Diese Verfahren ermöglichen zwar bedingt die Überwachung einer einwandfreien Produktion; sie berücksichtigen jedoch nur das Endergebnis, d. h. sie geben lediglich im nachhinein Bericht über die Einstellung oder Nichterreichung der vorgeschriebenen Qualitätsdaten.There are known methods for monitoring cyclically recurring production processes that programmed solely on the basis of inputted arithmetically and / or performance-dependent setpoints are. These methods allow the monitoring of a flawless production to a certain extent; however, they only take into account the end result; H. they only give a retrospective report on the Setting or failure to achieve the prescribed quality data.
Sie können schon aus diesem Grund keine Auskunft über die erwartbare Zukunft hinsichtlich des weiteren Prozeßablaufes geben. In erster Linie sind sie jedoch durch die starre Vorgabe von künstlich ermittelten Werten, die den Betriebsablauf und das Betriebsergebnis nur summarisch erfassen, belastet und können z. B. keine Auskunft über das spezifische Geschehen an Problemstellen und/oder -bereichen der Fertigung geben.For this reason alone, you cannot provide any information about the expected future with regard to the further Give process sequence. In the first place, however, they are artificially determined by the rigid specification Values that only summarize the operational process and the operating result are burdened and can e.g. B. no information about the specific events at problem areas and / or areas of production give.
Auch durch die GB-PS 8 52 437 und die US-PS 28 97 638 ist es bekannt, die Qualitätskontrolle von Produkten unter Verwendung statistischer Verfahren vorzusehen. Es wird darauf abgehoben, daß bestimmte, die Qualität des jeweiligen Produktes bestimmende Merkmale (z. B. Durchmesser) gemessen und statistisch ausgewertet werden, nachdem das Produkt durch die Herstellungsmaschine hergestellt worden ist.It is also known from GB-PS 8 52 437 and US-PS 28 97 638, the quality control of Products using statistical methods. It is emphasized that certain Characteristics that determine the quality of the respective product (e.g. diameter) are measured and statistically can be evaluated after the product has been manufactured by the manufacturing machine.
Die Art der Qualitätsmerkmale und deren Erfassungsweise ist nach der britischen Schrift ins BeliebenThe type of quality features and the way in which they are recorded is up to you according to the British script
to gestellt Auch die US-Schrift weist in dieser Beziehung keine näheren Einzelheiten aus. Aus den Zeichnungen ist aber zu ersehen, daß diese Ausführungsbeispiele zeigen, in denen eine konkrete Längenmessung durchgeführt wird (F i g. 8).to posed The US script does not provide any further details in this regard either. From the drawings but it can be seen that these embodiments show in which a specific length measurement is carried out (Fig. 8).
π Hinsichtlich der Auswertung stützt man sich auf bekannte statistische Methoden (z. B. brit. Schrift, Zeilen 37 bis 60, Seite 1), wobei man ausdrücklich darauf abhebt, daß man mit Kontrollfaktoren arbeitet, die man aus einer Probe aus einer größeren Anzahl bereits gefertigter Produkte entnimmt und mit den vorgegebenen Werten vergleichtπ With regard to the evaluation, one relies on known statistical methods (e.g. British font, lines 37 to 60, page 1), whereby one expressly points out stands out that one works with control factors that one taken from a sample from a large number of already manufactured products and with the specified Compares values
Einen ähnlichen Weg zeigt die US-Patentschrift auf; so weist man durch Spalte 1, Zeile 51 bis 63, ausdrücklich daraufhin, daß man einzelne Ausreißer oder sporadische Abweichungen gar nicht erfassen und sie also beim Produktionsprozeß ausdrücklich zulassen will.The US patent shows a similar approach; so one points through column 1, lines 51 to 63, expressly in order to ensure that individual outliers or sporadic deviations are not recorded at all and they are therefore at Wants to explicitly allow the production process.
Dieses Vorgehen entspricht nicht mehr dem Stand der heutigen Technik, insbesondere nicht bei Herstellung von Sicherheitsteilen, z. B. für die Automobilindustrie. Hier darf kein Teil mit Qualitätsabweichungen außerhalb der Toleranzgrenzen enthalten sein.This procedure no longer corresponds to the current state of technology, especially not during manufacture of safety parts, e.g. B. for the automotive industry. No part with quality deviations is allowed here outside the tolerance limits.
Darüber hinaus wurden durch die Zeitschrift »Werkstatt und Betrieb« 108 (1975) 11, Seite 747 bis 751 drei Verfahren, und zwar eine Funktionsüberwachung, eineIn addition, through the magazine "Werkstatt und Betrieb" 108 (1975) 11, pages 747 to 751 three Method, namely a function monitoring, a
Parameterüberwachung und eine Überwachung von Flußgrößen bekannt, wobei in diesem Zusammenhang die Funktionsüberwachung besonders betrachtet werden muß.Parameter monitoring and a monitoring of flow variables known, in this context the function monitoring must be particularly considered.
Das Funktionsmodell geht von einem Maschinenmodell aus, das die Maschine als Netz von Funktionsblökken begreift. Die Überwachung soll auf dieser Basis derart vorgenommen werden, daß geprüft wird, ob die überwachte Funktion ausgeführt ist oder nicht. Darin kommt bereits der rein binäre Charakter der Ausgangs-The functional model is based on a machine model that the machine understands as a network of function blocks. The surveillance should be based on this be carried out in such a way that it is checked whether the monitored function is carried out or not. In this the purely binary character of the output
informationen für das vorgelegte Überwachungsmodell zum Ausdruck.information for the submitted monitoring model to be printed out.
Solche Informationen können allenfalls additiv zu notwendigen analogen Informationen für die Überwachung von Nutzen sein. Umgekehrt ermöglicht aber erst die kontinuierliche und analoge Erfassung von Überwachungsgrößen aus dem Prozeß die Erschließung des vollen Informationsinhaltes über den Prozeß.Such information can at best add to the necessary analog information for the monitoring to be useful. Conversely, however, only enables continuous and analog recording of monitoring variables from the process the development of the full information content about the process.
Dies ist aber erforderlich um einen umfassenden Überwachungsumfang zu erzielen.However, this is necessary in order to achieve a comprehensive scope of monitoring.
Es ist deshalb Aufgabe dieser Erfindung, ein Verfahren nach der eingangs beschriebenen Art zu nennen, das die Entstehungsgeschichte jedes einzelnen Produktes kontinuierlich und zeitgleich mit dem Verlauf der Produktentstehung erfaßt, wobei insbesondere solche Prozeßgrößen als Meßgrößen zu ermitteln sind, die eine möglichst große Anzahl von Überwachungsanforderungen abdecken; dabei soll nicht nur die Produktionsqualität überwacht, sondern der gesamte Produktionsprozeß überwacht werden.It is therefore the object of this invention to provide a method of the type described at the outset call that the development history of each individual product is continuous and simultaneous with the course the product development is recorded, whereby in particular such process variables are to be determined as measured variables, which cover the largest possible number of monitoring requirements; not just the Production quality is monitored, but the entire production process is monitored.
Die erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe sieht vor, daß die ermittelten Prozeßdaten jeweils durch den vorlaufenden Zyklus bestimmt und unter Bezug auf ein Referenz- bzw. Taktsignal gespeichert werden, und daßThe inventive solution to this problem provides that the process data determined by the leading cycle are determined and stored with reference to a reference or clock signal, and that
bei Folgezyklen der gespeicherte Wert in Verbindung mit dem Referenzsignal mit dem jeweils aktuellen Wert verglichen wird.For subsequent cycles, the stored value in connection with the reference signal with the current value is compared.
Die Messung und Speicherung der Größen, die den ordnungsgemäßen Produktionsablauf quantitativ beschreiben, ergeben — im Gegensatz zu extern vorgegebenen Sollwerten — wesentlich einfachere, universeller einsetzbare und umfassendere Möglichkeiten, Maschinen zu überwachen, so daß die vorgegebenen Sollwerte entsprechend der gestellten Aufgabe ausgesprochen wirklichkeitsnah sind.The measurement and storage of the variables that quantitatively describe the proper production process, result - in contrast to externally specified setpoints - much simpler, more universally applicable and more comprehensive possibilities to monitor machines so that the specified Setpoints according to the task at hand are extremely realistic.
Das aus dem Vergleich des Sollwertes mit dem jeweils aktuellen Wert (Istwert) bei Überschreiten der zulässigen Abweichung resultierende Ausgangssignal kann nun beispielsweise registriert werden und/oder für die Korrektur der Maschineneinstellung, das Abschalten der Maschine, die Ausscheidung des oder der Werkstükke(s) usw. impuisgebend verwendet werden.The result of the comparison of the setpoint with the current value (actual value) when the The output signal resulting from the permissible deviation can now be registered, for example, and / or for the correction of the machine setting, the switching off of the machine, the removal of the workpiece (s) etc. can be used to give impulses.
Erfindungsgemäß ist in diesem Zusammenhang vorgesehen, daß das Ausgangssignal aus d^r Vergleichslogik — je nach Größe und Art des Fehlers — eine sofortige oder verzögerte stufenweise Stillsetzung, entsprechend dem Produktionsablauf und dem Produktionsfortschritt innerhalb der einzelnen Bearbeitungsstufen einleitet oder die Maschineneinstellung geeignet korrigiert.According to the invention it is provided in this context that the output signal from the comparison logic - depending on the size and type of the error - a immediate or delayed gradual shutdown, according to the production process and the production progress initiates within the individual processing stages or the machine setting is suitable corrected.
Diese Weiterbildung des Verfahrens soll jedoch nur eine der vielen Möglichkeiten zur Auswertung des Ausgangssignals aus der Vergleichslogik aufzeigen und damit die durch dieses Verfahren gegebene Chance der Einleitung einer feststellenden und/oder vorausschauenden Einzeldiagnose ausweisen.This development of the method is only intended to be one of the many options for evaluating the Show output signal from the comparison logic and thus the chance of the given by this method Identify the initiation of a determinative and / or predictive individual diagnosis.
Ein wesentlicher Vorteil des Verfahrens ist, daß die ermittelten Meßwerte angezeigt, und diese für reproduzierbare Einstellungen der Maschine verwendet werden. A major advantage of the method is that the measured values determined are displayed, and these are reproducible Settings of the machine are used.
Damit können wertvolle Planungs- und Einstellhilfen für noch nicht voll überschaubare Prozeßabläufe, z. B. in der Umformtechnik, Stanzereitechnik usw., geschaffen werden.This enables valuable planning and setting aids for process flows that are not yet fully manageable, e.g. Am forming technology, stamping technology, etc., are created.
In diesem Zusammenhang soll darauf hingewiesen werden, daß ein sich einstellender Fehler, soweit er in jedem Einzelfall — d. h. an der jeweiligen Meßstelle die zulässige Grenze noch nicht überschreitet — lediglich registriert und in seiner Tendenz ausgewiesen werden kann, so daß betriebsseitig bereits vor Eintreten des Störungsfalls entsprechende Vorbereitungen — beispielsweise für einen Werkzeugwechsel — getroffen werden können.In this context it should be pointed out that an occurring error, insofar as it occurs in each individual case - d. H. does not yet exceed the permissible limit at the respective measuring point - only can be registered and shown in its tendency, so that on the operational side even before the occurrence of the In the event of a malfunction, appropriate preparations - for example for a tool change - are made can be.
Das erfindungsgemäße Verfahren wird — beispielhaft angewendet — durch die Blockschal (bilder erläutertThe method according to the invention is - applied as an example - by the block shell (Figs explained
F i g. 1 zeigt die Aufnahme und Speicherung des if Sollablaufes;F i g. 1 shows the recording and storage of the if target sequence;
F i g. 2 zeigt die Feststellung von Abweichungen gegenüber dem Sollablauf durch die Vergleichslogik.F i g. 2 shows the determination of deviations from the target sequence by the comparison logic.
Die Meßgrößen, z. B. Druck, Kraft, Weg usw., werden alternativ oder kombiniert in ihrem zeitlichen Verlauf 3 gemessen und die Signale verstärkt 5. Läuft der zyklisch wiederkehrende Produktionsprozeß ordnungsgemäß ab, werden die auftretenden Meßwerte la aufgrund der Stellung des Schalters 6 in den Speicher 7 gegeben.The measured variables, e.g. B. pressure, force, distance, etc., are alternatively or combined in their time course 3 measured and the signals amplified 5. runs cyclically recurring production process properly, the occurring measured values are la due to the Position of the switch 6 in the memory 7 given.
Der spätere Zugriff zu diesen Werten wird durch das Referenzsignal 2, das den Speicherplatz, d. h. die Adresse bestimmt, sichergestelltThe later access to these values is indicated by the reference signal 2, which the memory location, i. H. the Address determined, assured
Bei den Folgezyklen werden die gespeicherten Meßwerte lain Abhängigkeit von dem Referenzsignal 2
mit dem aktuellen Meßwert 16 verglichen. In diesem Fall ist der Eingabe- und Vergleichsschalter δ zur
Vergleichslogik 8 geschaltet. Stellt die Vergleichslogik 8
eine Überschreitung der Abweichung um ein vorbestimmtes Maß fest so wird von der Vergleichslogik
Ausgangsimpuls für die Abgabe des Signals 9 gegeben.
J5 In beiden Figuren werden durch die Pos. 3 der zeitliche Verlauf der Meßgrößen und durch Pos. 4 die
Referenzgrößen beispielhaft ausgewiesen.In the subsequent cycles, the stored measured values are compared with the current measured value 16 as a function of the reference signal 2. In this case, the input and comparison switch δ is connected to the comparison logic 8. If the comparison logic 8 determines that the deviation has been exceeded by a predetermined amount, the comparison logic outputs an output pulse for outputting the signal 9.
J5 In both figures, item 3 shows the time course of the measured variables and item 4 shows the reference variables by way of example.
Dieses Verfahren kann für ein, mehrere oder für die Kombination mehrerer Meßsignale angewandt werden.This method can be used for one, several or a combination of several measurement signals.
Hierzu 2 Blatt ZeichnungenFor this purpose 2 sheets of drawings
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